완전혼합 연속 반응조 200 mg/L에서 20 mg/L로 감소 일차반응

완전혼합 연속 반응조 200 mg/L에서 20 mg/L로 감소 일차반응

 

 

유기물을 포함하는 유체가 완전혼합 연속 반응조를 통과할 때

유기물의 농도가 200 mg/L에서 20 mg/L로 감소한다.

반응조 내의 반응이 일차반응이고 반응조 체적이 20 m3이고

반응속도상수가 0.2 day^-1이라면 유체의 유량은?

 

 

 

48. 유기물을 포함하는 유체가 완전혼합 연속 반응조를 통과할 때 유기물의 농도가 200mg/L에서 20mg/L로 감소한다. 반응조 내의 반응이 일차반응이고 반응조 체적이 20m3이고 반응속도상수가 0.2day-1이라면 유체의 유량은?

① 0.11 m3/day

② 0.22 m3/day

③ 0.33 m3/day

④ 0.44 m3/day

 

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완전혼합 연속 반응조(CFSTR)

 

CFSTR 반응 (정상상태 질량수지)

Q (C_0 – C_t) = k V (C_t)^n

> Q: 유량

> C_0: 초기농도

> C_t: 나중농도

> k: 속도상수

> V: 반응조 부피

> n: 반응차수

( 참고 https://ywpop.tistory.com/24200 )

 

 

 

Q = [k V (C_t)^n] / [(C_0 – C_t)]

= [0.2×20×(20)^1] / [(200 – 20)]

= 0.4444

 

 

 

답: ④ 0.44 m3/day

 

 

반응형

 

 

[참고] 물질 수지식 (Mass Balance Equation)

완전혼합 연속 반응조에서

정상 상태(Steady State)일 때의

1차 반응 물질 수지식은 다음과 같다.

유입량 = 유출량 + 반응(제거)량

Q × C_in = Q × C_out + k × V × C_out

 

 

※ 용액의 농도 × 용액의 부피(또는 유량) = 용질의 양

M × V = C × Q = 용질의 mol수(또는 질량)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7787 )

 

 

Q에 대해 정리하면,

Q(C_in – C_out) = k × V × C_out

 

Q = [k × V × C_out] / [(C_in – C_out)]

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/471934 ]

완전혼합 연속 반응조 1차 반응

특정의 반응물을 포함한 유체가 CFSTR을 통과할 때 반응물의 농도가 100 mg/L에서 20 mg/L로 감소하였고, 반응기 내의 반응이 일차반응이며 유체의 유량이 1000 m3/day이라면, 반응기의 체적(m3)은? (단, 반응속도상수는 0.5 day-1)

 

 

 

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